含季銨基離子交換纖維的合成、表征及其對Cr(VI)的吸附性能研究.pdf

1、含季銨基離子交換纖維由于其多樣化的應(yīng)用形式和優(yōu)異的吸附性能，已被廣泛地應(yīng)用于元素的分離富集、資源回收與再生、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥等方面。本研究采用商用的聚丙烯腈(PAN)為基體纖維，先與三乙烯四胺反應(yīng)合成多胺基離子交換纖維(APAN)，再與縮水甘油三甲基氯化銨(GTA)發(fā)生接枝反應(yīng)合成季銨基離子交換纖維(QAPAN)。通過正交試驗系統(tǒng)地討論了GTA用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、溶劑組成對季銨化反應(yīng)的影響，得到優(yōu)化的反應(yīng)條件。利用酸堿滴定、拉斷力測

2、試、光學(xué)顯微鏡、紅外光譜和X射線光電子能譜對合成的QAPAN纖維進(jìn)行表征；同時初步研究了APAN和QAPAN纖維對水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。
　　 接枝反應(yīng)的優(yōu)化反應(yīng)條件為：GTA的用量為5mL、反應(yīng)時間為6h、反應(yīng)溫度為60℃和DI/DMSO=0.5:0.5。在優(yōu)化條件下放大5倍合成的QAPAN纖維的總交換容量和強(qiáng)堿性交換容量分別為6.34mmol/g和1.34mmol/g。紅外光譜和X射線光電子能譜結(jié)果表明，季銨基被成功

3、地接枝到了聚丙烯腈纖維上；表面微觀結(jié)構(gòu)觀察和機(jī)械性能測定結(jié)果證明，制備的含季銨基離子交換纖維具有良好的性能，該纖維能滿足進(jìn)一步的加工和應(yīng)用的要求。
　　 通過靜態(tài)吸附實驗和動態(tài)吸附實驗研究了APAN和QAPAN纖維對水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能。靜態(tài)吸附結(jié)果表明，QAPAN纖維在堿性條件下對Cr（Ⅵ）的吸附容量優(yōu)于APAN纖維；APAN和QAPAN纖維對Cr(Ⅵ)的吸附速率很快，在5min內(nèi)可達(dá)平衡，這兩種纖維對Cr（Ⅵ）的最大